DE10348031A1 - Battery monitor for monitoring battery, has processor electrically coupled with two Kelvin connectors calculating reserve state and cracking state of health, and determining state of life as function of states - Google Patents

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Abstract

The monitor (12) has two Kelvin connectors formed by connections (36A, 36B) and are configured to electrically couple with a storage battery (18). A processor is electrically coupled to the connectors and is configured to calculate a reserve state of health (RSOH) and a cracking state of health (CSOH) of the battery. The processor determines the state of life (SOL) of the battery as a function of the RSOH and CSOH.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Fahrzeuge. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere Batterieüberwachungsvorrichtungen zum Überwachen von in Fahrzeugen verwendeten Batterien. Sowohl durch einen Verbrennungsmotor angetriebene Fahrzeuge, als auch durch einen Elektromotor angetriebene Fahrzeuge weisen eine Speicherbatterie oder einen Akkumulator auf. Beispielsweise weisen durch Verbrennungsmotoren angetriebene Kraftfahrzeuge typischerweise eine Batterie auf. Die Batterie wird zum Versorgen des elektrischen Systems mit Leistung verwendet, wenn der Motor nicht läuft. Außerdem wird der Verbrennungsmotor zum Laden der Batterie verwendet. Der Verbrennungsmotor wird außerdem verwendet, um elektrischen Komponenten des Fahrzeugs Leistung zuzuführen, wenn der Motor läuft.The present invention relates to generally vehicles. The present invention relates in particular Battery monitoring devices to monitor of batteries used in vehicles. Both by an internal combustion engine powered vehicles, as well as vehicles powered by an electric motor have a storage battery or an accumulator. For example typically have motor vehicles powered by internal combustion engines a battery on. The battery is used to supply the electrical Systems used with power when the engine is not running. Besides, will the internal combustion engine is used to charge the battery. The internal combustion engine will also used to power vehicle electrical components when the engine is running.

Es ist typischerweise schwierig gewesen, den Zustand einer in solchen Fahrzeugen verwendeten Speicherbatterie zu überwachen. Diese Schwierigkeiten beziehen sich auf alle Variablen, d.h. Faktoren, die zum Bestimmen des Zustands der Batterie verwendet werden, sowie auf die elektrischen Verbindungen, die während des Batteriebetriebs mit der Batterie hergestellt werden. Es wurde versucht, den Betrieb einer Batterie zu charakterisieren und "Kennlinien" oder "Charakterisierungskurven" zum Bestimmen des Batteriezustands zu verwenden. Dieses Verfahren ist jedoch häufig sehr schwierig implementierbar, weil es schwierig ist, zu bestimmen, welcher spezifischen Kennlinie die Batterie folgt, sowie präzise zu bestimmen, auf welchem Punkt einer spezifischen Kennlinie ein Batteriezustand zu einem vorgegebenen Zeitpunkt liegt.It has typically been difficult the condition of a storage battery used in such vehicles to monitor. These difficulties relate to all variables, i.e. factors used to determine the condition of the battery, and on the electrical connections made during battery operation be made with the battery. An attempt was made to operate to characterize a battery and "characteristics" or "characterization curves" to determine the Battery condition to use. However, this procedure is often very difficult to implement because it is difficult to determine which specific characteristic the battery follows, as well as precisely determine on which point of a specific characteristic a battery state is at a predetermined time.

Dies machte es für einen Bediener oder Fahrer eines Fahrzeugs schwierig, den Zustand der Fahrzeugbatterie genau und in Echtzeit zu bestimmen. Beispielsweise kann die Ausgangsleistung einer Batterie zu einem vorgegebenen Zeitpunkt gerade ausreichend sein, um den Motor eines Fahrzeugs zu starten, wobei dem Bediener oder Fahrer des Fahrzeugs in diesem Fall jedoch möglicherweise nicht angezeigt wird, daß die Batterie nicht in der Lage ist, das Fahrzeug ein weiteres Mal zu starten. Außerdem kann eine Batterie, die in der Lage ist, bei einer Temperatur ausreichend Leistung bereitzustellen, am nächsten Morgen versagen, wenn die Temperatur über Nacht abfälllt.This made it for an operator or driver of a vehicle difficult, the condition of the vehicle battery accurate and to determine in real time. For example, the output power one battery at a given time is just sufficient be to start the engine of a vehicle, the operator or driver of the vehicle in this case, however does not indicate that the battery unable to start the vehicle again. In addition can be a battery that is capable of operating at a temperature sufficient Provide performance closest Fail tomorrow if the temperature drops overnight.

Es sind einige Versuche unternommen worden, den Zustand einer Batterie unter Verwendung einer "Coulomb Counting"-Technik zu überwachen, gemäß der die durch die Batterie aufgenommene oder von der Batterie entnommene Ladungsmenge überwacht wird. Für diese Technik ist jedoch ein Start- oder Ausgangspunkt (d.h. ein Anfangswert) zum Starten eines Überwachungsvorgangs des Batteriezustands erforderlich. Außerdem werden bei dieser Technik möglicherweise Fälle nicht berücksichtigt, in denen die Batterie voll aufgeladen ist und jeglicher zusätzliche, in die Batterie fließende Strom einfach in Form von Wärme verloren geht, oder ein Fall, in dem, wenn die Batterie nicht verwendet wird, die Batterieladung mit der Zeit abnimmt.A few attempts have been made been used to monitor the condition of a battery using a "coulomb counting" technique, according to which the taken up by the battery or removed from the battery Charge quantity monitored becomes. For however, this technique is a starting point or starting point (i.e. a Initial value) to start a monitoring process of battery condition required. In addition, this technique possibly Not cases considered, in which the battery is fully charged and any additional flowing into the battery Electricity simply in the form of heat is lost, or a case in which when the battery is not used the battery charge decreases over time.

Daher wäre es wünschenswert, wenn eine Batterieüberwachungsvorrichtung zur Verfügung stünde, die in der Lage ist, den Zustand einer Batterie in einem Fahrzeug zu überwachen.Therefore, it would be desirable to have a battery monitor to disposal would stand is able to monitor the condition of a battery in a vehicle.

Erfindungsgemäß werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Überwachen einer Batterie eines Kraftfahrzeugs unter Verwendung einer elektrischen Verbindung zur Batterie oder zum elektrischen System des Fahrzeugs bereitgestellt. In verschiedenen Aspekten werden Kelvinverbindungen für die elektrische Verbindung verwendet, wobei die elektrische Verbindung unabhängig davon, ob sie aus einer Kelvinverbindung gebildet wird oder nicht, Spannungs- und Stromsensoren aufweisen kann. Es wird ein Prozessor zum Bestimmen eines Zustands der Batterie oder von Komponenten des Fahrzeugs verwendet.According to the invention, a device and a method of monitoring a battery of a motor vehicle using an electric Connection to the battery or the electrical system of the vehicle provided. In various aspects there are Kelvin connections for the electrical connection used, the electrical connection independently whether it is formed from a Kelvin compound or not, May have voltage and current sensors. It becomes a processor for determining a state of the battery or components of the Vehicle used.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen beispielhaft beschrieben.Below are preferred embodiments described as an example.

1 zeigt ein vereinfachtes Blockdiagramm zum Darstellen einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Batterieüberwachungsvorrichtung in einem Fahrzeug; 1 shows a simplified block diagram to show an embodiment of a battery monitoring device according to the invention in a vehicle;

2 zeigt ein detaillierteres schematisches Diagramm zum Darstellen der Batterieüberwachungsvorrichtung von 1; 2 FIG. 12 shows a more detailed schematic diagram for illustrating the battery monitoring device of FIG 1 ;

3 zeigt ein vereinfachtes Blockdiagramm zum Darstellen von Schritten eines Diagnosevorgangs gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung; 3 Fig. 3 is a simplified block diagram illustrating steps of a diagnostic process in accordance with an aspect of the present invention;

4 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Darstellen einer Boot-Verarbeitung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;s 4 Fig. 3 shows a flowchart illustrating boot processing according to an embodiment of the invention;

5 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Darstellen einer erfindungsgemäßen Verarbeitung für einen Zustand, in dem die Batterie nicht geladen wird (Key-off-Verarbeitung); und 5 FIG. 2 shows a flowchart to illustrate processing according to the invention for a state in which the battery is not being charged (key-off processing); and

6 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Darstellen eines erfindungsgemäßen Fahrtmodus. 6 shows a flowchart to illustrate a driving mode according to the invention.

Durch die vorliegende Erfindung werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Überwachen des Zustands einer Batterie und zum optionalen Steuern des Ladevorgangs der Batterie bereitgestellt. Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung können Teil eines allgemeinen Energiemanagementsystems eines Fahrzeugs sein.By the present invention an apparatus and a method for monitoring the state of a Battery and for optionally controlling the charging process of the battery provided. Such a method and device can Part of a general vehicle energy management system his.

1 zeigt ein vereinfachtes Blockdiagramm zum Darstellen eines Kraftfahrzeugs 10, das eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Batterieüberwachungsvorrichtung 12 aufweist. Das Fahrzeug 10 weist Lasten oder Verbraucher 14 auf, die schematisch als elektrischer Widerstand dargestellt sind. Eine Batterie 18 ist mit dem Fahrzeugverbraucher 14 und einem Wechselstromgenerator 20 verbunden. Der Wechselstromgenerator 20 ist mit einem Motor des Fahrzeugs 10 verbunden und wird dazu verwendet, die Batterie 18 aufzuladen und den Verbrauchern 14 während des Betriebs Leistung zuzuführen. 1 shows a simplified block diagram to illustrate a motor vehicle 10 , An embodiment of a battery monitoring device according to the invention 12 having. The vehicle 10 assigns loads or consumers 14 on, which are shown schematically as electrical resistance. A battery 18 is with the vehicle consumer 14 and an alternator 20 connected. The alternator 20 is with an engine of the vehicle 10 connected and used to the battery 18 charge and consumers 14 supply power during operation.

Im allgemeinen weisen Kraftfahrzeuge elektrische Systeme auf, die mit Leistung versorgt werden können, wenn der Motor des Fahrzeugs einen Generator bzw. eine Lichtmaschine oder einen Wechselstromgenerator antreibt. Wenn der Motor nicht läuft, wird jedoch normalerweise eine im Fahrzeug angeordnete Batterie zum Versorgen des Systems mit Leistung verwendet. Daher dient das Standard-Generatorsystem in einem Fahrzeug zwei Zwecken. Der Generator wird verwendet, um Fahrzeugverbrauchern, z.B. Lampen, Computern, Radios, Entfrostern und anderen elektrischen Geräten, Leistung zuzuführen. Außerdem wird der Generator verwendet, um die Batterie aufzuladen, so daß die Batterie zum Starten des Fahrzeugs verwendet werden kann und die Batterie die elektrischen Geräte mit Leistung versorgen kann, wenn der Motor nicht läuft.In general, motor vehicles electrical systems that can be powered when the engine of the vehicle is a generator or an alternator or drives an alternator. If the engine is not running, However, a battery arranged in the vehicle is normally used for Power the system used. Therefore the standard generator system is used two purposes in one vehicle. The generator is used to Vehicle consumers, e.g. Lamps, computers, radios, defrosters and other electrical devices, To perform. In addition the generator is used to charge the battery so that the battery can be used to start the vehicle and the battery the electrical devices can supply power when the engine is not running.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der Batteriezustand bestimmt werden, indem ein Anfangswert für einen Parameter der Batterie gesetzt wird und dann der gesetzte Anfangswert des Batterieparameters basierend auf spezifischen Messungen modifiziert wird, die während eines Ladevorgangs, eines Entladevorgangs und/oder leistungslosen oder Leerlaufperioden von der Batterie erhalten werden. Gemäß einem spezifischen Aspekt werden zwei Batteriezustände betrachtet, die für den Bediener oder Fahrer eines Fahrzeugs wesentlich sind. Ein erster Batteriezustand ist die Fähigkeit der Batterie, den Starter- oder Anlassermotor zu betätigen, um den Verbrennungsmotor zu starten (d.h. "anzudrehen"). Ein zweiter Batteriezustand ist die Fähigkeit der Batterie, elektrischen Verbrauchern Energie zuzuführen. Für diesen Aspekt werden Anzeigen für diese Batteriezustände als Relativwerte berechnet, die als Startkapazität ("Cranking State of Health" (CSOH)) bzw. Restkapazität ("Reserve State of Health" (RSOH)) bezeichnet werden. Nachfolgend werden eine beispielhafte Schaltung und Meßverfahren beschrieben, die dazu verwendet werden können, Daten zu erhalten, um diese Zustände zu bestimmen. Gemäß einem Aspekt sind die zum Erhalten der Daten verwendeten spezifischen Verfahren für die Erfindung nicht relevant, sondern es können auch andere Verfahren verwendet werden.According to one aspect of the present Invention, the battery condition can be determined by an initial value for one Parameter of the battery is set and then the set initial value of the battery parameter modified based on specific measurements will that during a charging process, an unloading process and / or powerless or idle periods can be obtained from the battery. According to one specific aspect, two battery states are considered that are relevant to the operator or driver of a vehicle are essential. A first battery condition is the ability the battery, the starter or starter motor to operate to start the internal combustion engine (i.e. "turn it on"). A second battery condition is the ability the battery to supply energy to electrical consumers. For this Aspect will be ads for these battery states calculated as relative values, which are called starting capacity ("Cranking State of Health" (CSOH)) or residual capacity ("Reserve State of Health "(RSOH)) be designated. Below is an example circuit and measuring methods described which can be used to obtain data in order to these states to determine. According to one Aspect are the specific ones used to obtain the data Procedure for the invention is not relevant, but other methods can be used.

In der in 1 dargestellten Ausführungsform weist die Batterieüberwachungsvorrichtung 12 einen mit einem Spannungssensor 24, einem Stromsensor 26 und einer Zwangsfunktion (Forcing Function) 28 verbundenen Mikroprozessor 22 auf. Der Mikroprozessor 22 kann außerdem einen oder mehrere durch I/O 30 dargestellte Ein- und Ausgänge aufweisen, die dazu geeignet sind, mit einem externen Datenbus und/oder einem dem Fahrzeug 10 zugeordneten, internen Datenbus verbunden zu werden. Außerdem wird eine Benutzer-Ein-/Ausgabeschnittstelle (I/O) 32 zum Ermöglichen einer Wechselwirkung mit einem Bediener oder Fahrer eines Fahrzeugs bereitgestellt. Gemäß einer Ausführungsform ist der Mikroprozessor 22 mit einem Wechselstromgenerator 20 verbunden, um dem Wechselstromgenerator 20 in Antwort auf Eingangssignale alleine oder in verschiedenen Funktionskombinationen ein Steuerungsausgangssignal 23 vom Stromsensor 26, vom Spannungssensor 24 und von der Zwangsfunktion 28 zuzuführen. In einer Ausführungsform ist das Steuerungsausgangssignal 23 dazu geeignet, den Wechselstromgenerator 20 so zu steuern, daß eine vom Wechselstromgenerator 20 ausgegebene Nennspannung 12,6 Volt beträgt, was typischerweise der nominellen Arbeits- oder Leerlaufspannung der Batterie 18 entspricht. Außerdem kann der Mikroprozessor 22 die Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators 20 gemäß einer inversen Beziehung zum Ladezustand der Batterie 18 erhöhen. Hierbei kann die Konfiguration derart sein, daß der Wechselstromgenerator 20 die Batterie 18 nur bei Bedarf und nur so viel wie nötig auflädt. Durch dieses Ladeverfahren kann die Batterielebensdauer erhöht, eine niedrigere Komponententemperatur der Verbraucher 14 erreicht, die Lebensdauer der Verbraucher 14 erhöht und Kraftstoff eingespart werden. Durch diese Konfiguration wird ein Rückkopplungsmechanismus bereitgestellt, gemäß dem der Ladezustand der Batterie 18 zum Steuern des Ladevorgangs der Batterie 18 verwendet wird. Die Batterieüberwachungsvorrichtung 12 kann in einem elektrischen System eines Fahrzeugs leicht installiert werden. Es kann ein einziger Nebenschluß-Stromsensor 26 in einem der primären Batteriekabel eingefügt und eine Steuerleitung bereitgestellt werden, um eine Steuerung des Wechselstromgenerators 20 zu ermöglichen. Die Steuerung kann erfolgen, indem einfach die einem Spannungsregler des Wechselstromgenerators 20 zugeführte Spannung geregelt wird, um den Ladevorgang der Batterie 18 zu steuern. Die Batterieüberwachungsvorrichtung 12 kann eine separate, eigenständige und unabhängige Überwachungsvorrichtung sein, die ohne Wechselwirkung mit anderen Komponenten des Fahrzeugs arbeitet, außer, in einigen Ausführungsformen, mit dem Wechselstromgenerator 20.In the in 1 illustrated embodiment has the battery monitoring device 12 one with a voltage sensor 24 , a current sensor 26 and a forcing function 28 connected microprocessor 22 on. The microprocessor 22 can also have one or more inputs and outputs represented by I / O 30, which are suitable for connecting to an external data bus and / or to the vehicle 10 assigned, internal data bus to be connected. In addition, a user input / output interface (I / O) 32 to enable interaction with an operator or driver of a vehicle. According to one embodiment, the microprocessor 22 with an alternator 20 connected to the alternator 20 a control output signal in response to input signals alone or in various function combinations 23 from the current sensor 26 , from the voltage sensor 24 and from the compulsory function 28 supply. In one embodiment, the control output signal is 23 suitable for the alternator 20 to control so that one from the alternator 20 output nominal voltage 12 . 6 Volts, which is typically the nominal working or open circuit voltage of the battery 18 equivalent. In addition, the microprocessor 22 the output voltage of the alternator 20 according to an inverse relationship to the state of charge of the battery 18 increase. Here, the configuration may be such that the AC generator 20 the battery 18 charges only when needed and only as much as necessary. This charging process can increase battery life and lower component temperature for consumers 14 reached the lifespan of consumers 14 increased and fuel saved. This configuration provides a feedback mechanism according to which the battery charge level 18 to control the charging process of the battery 18 is used. The battery monitor 12 can be easily installed in an electrical system of a vehicle. It can be a single shunt current sensor 26 inserted into one of the primary battery cables and a control line provided to control the alternator 20 to enable. The control can be done by simply using a voltage regulator of the alternator 20 supplied voltage is regulated to charge the battery 18 to control. The battery monitor 12 may be a separate, stand-alone, and independent monitoring device that operates without interaction with other components of the vehicle, except, in some embodiments, with the alternator 20 ,

1 zeigt außerdem eine durch Verbindungen 36A und 36B mit der Batterie 18 gebildete Kelvinverbindung (Kelvin Connection). Durch eine solche Kelvinverbindung werden zwei Verbindungen mit dem positiven und dem negativen Anschluß der Batterie 18 bereitgestellt. Dadurch kann eine der elektrischen Verbindungen an jeder Seite der Batterie große Strommengen übertragen, während das andere Paar von Verbindungen verwendet werden kann, um exakte Spannungsmeßwerte zu erhalten. Weil im wesentlichen kein Strom durch den Spannungssensor 24 fließt, wird nur ein geringer Spannungsabfall über die elektrische Verbindung zwischen dem Sensor 24 und der Batterie 18 erhalten, wodurch exaktere Spannungsmeßwerte erhalten werden. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Zwangsfunktion 28 physisch in der Nähe der Batterie 18 angeordnet oder direkt mit der Batterie 18 verbunden sein. In anderen Ausführungsformen ist die Zwangsfunktion irgendwo im elektrischen System des Fahrzeugs 10 angeordnet. Gemäß einem Aspekt weist die vorliegende Erfindung eine im Fahrzeug installierte Batterieüberwachungsvorrichtung 12 auf, die über eine Kelvinverbindung mit der Batterie 18 verbunden ist und optional einen Stromsensor 26 aufweisen kann und in der Lage sein kann, den Batteriezustand zu überwachen, während der Motor des Fahrzeugs 12 in Betrieb ist, Verbraucher 14 eingeschaltet sind und/oder der Wechselstromgenerator 20 ein Ladesignal ausgibt, um die Batterie 18 aufzuladen. In einer spezifischen Ausführungsform wird eine Kombination aus der Kelvinverbindung, die durch Verbindungen 36A und 36B gebil det wird, und einem separaten Stromsensor 26 bereitgestellt, der mit dem elektrischen System des Fahrzeugs 10 in Serie geschaltet ist und die Überwachung des Zustands der Batterie 18 während des Betriebs des Fahrzeugs 10 ermöglicht. Der Stromsensor 26 wird verwendet, um den durch die Batterie 18 fließenden Gesamtstrom IT zu überwachen. 1 also shows one through connections 36A and 36B with the battery 18 formed Kelvin Connection. Such a Kelvin connection creates two connections with the positive and the negative connection of the battery 18 provided. This allows one of the electrical connections on either side of the battery to transmit large amounts of current, while the other pair of connections can be used to obtain accurate voltage readings. Because essentially no current through the voltage sensor 24 flows, there is only a small voltage drop across the electrical connection between the sensor 24 and the battery 18 obtained, whereby more accurate voltage measurements are obtained. In various embodiments, the forced function 28 physically near the battery 18 arranged or directly with the battery 18 be connected. In other embodiments, the forced function is somewhere in the vehicle electrical system 10 arranged. In one aspect, the present invention includes a battery monitoring device installed in the vehicle 12 on that via a Kelvin connection to the battery 18 is connected and optionally a current sensor 26 may include and may be able to monitor battery condition while the engine of the vehicle 12 is operating, consumer 14 are turned on and / or the alternator 20 outputs a charge signal to the battery 18 charge. In a specific embodiment, a combination of the Kelvin compound is made by compounds 36A and 36B is formed, and a separate current sensor 26 provided with the vehicle's electrical system 10 is connected in series and monitoring the condition of the battery 18 while the vehicle is operating 10 allows. The current sensor 26 is used to by the battery 18 to monitor the total current I T flowing.

Im Betrieb ist der Mikroprozessor 22 in der Lage, einen dynamischen Parameter der Batterie 18 zu messen. In der vorliegenden Beschreibung bezeichnet ein dynamischer Parameter einen beliebigen Parameter der Batterie 18, der als Funktion eines Signals mit einer Wechselstrom- oder Übergangskomponente gemessen wird. Beispiele dynamischer Parameter sind ein dynamischer Widerstand, eine dynamische Konduktanz, Admittanz, Impedanz oder Kombinationen davon. Gemäß verschiedenen Aspekten der Erfindung kann diese Messung entweder alleine oder in Kombination mit anderen Messungen oder Eingangssignalen, die durch den Mikroprozessor 22 empfangen werden, mit dem Zustand oder Status der Batterie 18 korreliert werden. Diese Korrelation kann durch Testen verschiedener Batterien und durch Verwendung einer Lookup-Tabelle oder einer Funktionsbeziehung, z.B. einer Charakterisierungskurve oder Kennlinie, bereitgestellt werden. Die Beziehung kann außerdem basierend auf der Konstruktion, dem Typ, der Größe oder anderen Parametern der Batterie 18 festgelegt werden.The microprocessor is in operation 22 able to set a dynamic parameter of the battery 18 to eat. In the present description, a dynamic parameter denotes any parameter of the battery 18 measured as a function of a signal with an AC or transition component. Examples of dynamic parameters are dynamic resistance, dynamic conductance, admittance, impedance or combinations thereof. According to various aspects of the invention, this measurement can be taken either alone or in combination with other measurements or input signals by the microprocessor 22 be received with the state or status of the battery 18 be correlated. This correlation can be provided by testing different batteries and by using a lookup table or a functional relationship, for example a characterization curve or characteristic curve. The relationship can also be based on the design, type, size, or other parameters of the battery 18 be determined.

In der in 1 dargestellten, spezifischen Ausführungsform ist die Zwangsfunktion eine Funktion, gemäß der der Batterie 18 ein Signal mit einer Wechselspannungs- (oder mit einer zeitlich veränderlichen oder Übergangskomponente) zugeführt wird. Die Zwangsfunktion kann durch Zuschalten einer Last bereitgestellt werden, die eine gewünschte Zwangsfunktion bereitstellt, gemäß der Strom von der Batterie 18 gezogen wird, oder durch eine aktive Schaltung, durch die der Batterie 18 ein Strom zugeführt wird. Dadurch wird ein in 1 durch IF bezeichneter Strom erhalten. Der Gesamtstrom IT durch die Batterie ergibt sich sowohl durch den Zwangsfunktionsstrom IF als auch durch den durch die Verbrau cher 14 fließenden Strom IL. Der Stromsensor 26 ist so angeordnet, daß er den Gesamtstrom IL erfaßt. Ein Beispiel eines dynamischen Batterieparameters, die dynamische Konduktanz (oder der reziproke Batteriewiderstand), kann durch ΔG = V = ΔIT/ΔV G1.1 berechnet werden, wobei ΔV die Änderung der durch den Spannungssensor 24 über die Batterie 18 gemessenen Spannung und ΔIT die Änderung des unter Verwendung des Stromsensors 26 gemessenen, durch die Batterie 18 fließenden Gesamtstroms bezeichnen. Gleichung 1 verwendet Strom- und Spannungsdifferenzen. In einer Ausführungsform werden die Änderung der Spannung und die Änderung des Stroms über eine Zeitdauer von 12,5 Sekunden in einem Intervall von 50 ms gemessen, um insgesamt 20 Meßwerte für ΔV und ΔIT pro Sekunde zu erhalten. Die Zwangsfunktion 28 wird bereitgestellt, um zu gewährleisten, daß der durch die Batterie 18 fließende Strom sich mit der Zeit ändert. Gemäß einer Ausführungsform können jedoch durch die Verbraucher 14 oder das Ausgangssignal des Wechselstromgenerators 20 verursachte Änderungen von IL alleine verwendet werden, so daß ΔIT = ΔIL ist und die Zwangsfunktion 28 nicht erforderlich ist. Gemäß einem Aspekt wird die Zwangsfunktion 28 durch einen normalen oder speziell gesteuerten Betrieb der Verbraucher 14 bereitgestellt.In the in 1 illustrated specific embodiment, the forced function is a function according to that of the battery 18 a signal is supplied with an alternating voltage (or with a time-varying or transition component). The override function can be provided by connecting a load that provides a desired override function according to the current from the battery 18 or by an active circuit through which the battery 18 a current is supplied. This will create an in 1 current denoted by I F obtained. The total current I T through the battery results both from the forced function current I F and from that through the consumers 14 flowing current I L. The current sensor 26 is arranged so that it detects the total current I L. An example of a dynamic battery parameter, the dynamic conductance (or the reciprocal battery resistance), can by ΔG = V = ΔI T / ΔV G1.1 are calculated, where ΔV is the change caused by the voltage sensor 24 about the battery 18 measured voltage and ΔI T the change of using the current sensor 26 measured by the battery 18 denote total current flowing. Equation 1 uses current and voltage differences. In one embodiment, the change in voltage and the change in current are measured over a period of 12.5 seconds in an interval of 50 ms in order to obtain a total of 20 measured values for ΔV and ΔI T per second. The forced function 28 is provided to ensure that the battery 18 flowing current changes with time. According to one embodiment, however, by consumers 14 or the output signal of the alternator 20 changes caused by I L are used alone, so that ΔI T = ΔI L and the constraint function 28 is not required. According to one aspect, the forced function 28 through normal or specially controlled consumer operation 14 provided.

In einer Ausführungsform wird durch den Spannungs- und den Stromsensor ein synchronisierter Betrieb innerhalb einer Mikrosekunde bereitgestellt, und die Sensoren sind im wesentlichen unempfindlich bezüglich durch Netzwerklaufzeitverzögerungen oder Signalleitungsinduktanz verursachten Meßfehlern. Außerdem kann der Mikroprozessor 22 eine Störung des Spannungsreglers und des Wechselstromgenerators 20 erfassen, wenn die Ausgangsspannung vorgegebene Schwellenwerte über- oder unterschreitet. Diese Information kann einer Be dienungsperson über eine Benutzerschnittstelle 32 z.B. durch eine Meldung mit dem Inhalt "Regler demnächst instand setzen" mitgeteilt werden.In one embodiment, the voltage and current sensors provide synchronized operation within one microsecond, and the sensors are essentially insensitive to measurement errors caused by network delay delays or signal line inductance. In addition, the microprocessor 22 a fault in the voltage regulator and the alternator 20 detect when the output voltage exceeds or falls below predetermined threshold values. This information can be provided to an operator via a user interface 32 For example, be informed by a message with the content "Repair controller soon".

Es wird ein Temperatursensor 37 bereitgestellt, der direkt mit einem der Anschlüsse der Batterie 18 verbunden werden kann, um die Batterietemperatur zu messen. Der Temperatursensor 37 kann zum Bestimmen des Batteriezustands verwendet werden, weil der Batteriezustand eine Funktion der Temperatur ist, und kann zum Abschätzen der Leistungsmenge verwendet werden, die erforderlich sein wird, um den Fahrzeugmotor zu starten. Es kann ein beliebiger Temperatursensortyp verwendet werden, z.B. ein Thermistor, ein Thermoelement, ein RTD-, ein Halbleiter- oder ein anderer Temperatursensor Ein anderes Verfahren zum Messen der Temperatur ist im US-Patent Nr. 6137269, erteilt am 24. Oktober 2000 beschrieben, dessen Inhalt hiermit einbezogen wird.It becomes a temperature sensor 37 provided directly with one of the battery connectors 18 can be connected to measure the battery temperature. The temperature sensor 37 can be used to determine battery condition because the battery condition is a function of temperature, and can be used to estimate the amount of power that will be required to start the vehicle engine. Any type of temperature sensor can be used, such as a thermistor, thermocouple, RTD, semiconductor, or other temperature sensor. Another method of measuring temperature is described in U.S. Patent No. 6,137,269, issued October 24, 2000, the content of which is hereby incorporated.

In einer Ausführungsform weist der Stromsensor 26 einen Nebenschlußwiderstand von 250 uΩ auf, und der Strom durch den Nebenschluß wird durch Messen des Spannungsabfalls über den Nebenschluß gemessen. Es können auch andersartige Strommeßverfahren verwendet werden, z.B. Hall-Effekt-Sensoren oder eine Strommessung über einen Induktivitätssensor. Die Änderung der Spannung über die Batterie und die entsprechende Änderung des Stroms durch die Batterie werden unter Verwendung z.B. eines oder mehrerer A/D-Wandler abgetastet. Diese Information kann korreliert werden, um die Gesamtkapazität zu bestimmen, z.B. die Gesamt-CCA-(Cold Cranking Amp) Kapazität der Batterie.In one embodiment, the current sensor 26 has a shunt resistance of 250 µΩ and the current through the shunt is measured by measuring the voltage drop across the shunt. Other types of current measurement methods can also be used, for example Hall effect sensors or current measurement using an inductance sensor. The change in voltage across the battery and the corresponding change in current through the battery are sensed using, for example, one or more A / D converters. This information can be correlated to determine the total capacity, eg the total CCA (Cold Cranking Amp) capacity of the battery.

Während des Meßzyklus können Fahrzeugverbraucher 14 aktiviert werden, wodurch veranlaßt wird, daß in den Messungen unerwartet Rauschen auftritt. Ein Verfahren, das dazu geeignet sein könnte, das Rauschen zu reduzieren, besteht darin, jene Abtastwerte auszusondern, die außerhalb eines vorgege benen oder einstellbaren Fensters oder außerhalb des dynamischen Bereichs des A/D-Wandlers liegen. Es hat sich jedoch völlig unerwartet gezeigt, daß die Meßgenauigkeit erhöht werden kann, indem der dynamische Bereich der A/D-Wandler auf Kosten der Genauigkeit der vom Wandler erhaltenen Abtastwerte vergrößert wird. Durch Mittelwertbildung aller Abtastwerte, auch jener Abtastwerte, die bezüglich anderen Abtastwerten statistisch groß oder klein sind, können erfindungsgemäß genaue Spannungs- und Strommeßwerte auch in einer verrauschten Umgebung bereitgestellt werden. Durch Mittelwertbildung von Abtastwerten und Bereitstellen eines ausreichenden dynamischen Bereichs für die A/D-Wandler werden keine Abtastwerte ausgesondert, und Meßfehler werden tendenziell bezüglich anderen Fehlern kompensiert.During the measuring cycle, vehicle consumers can 14 are activated, causing unexpected noise to appear in the measurements. One method that could be used to reduce noise is to reject those samples that are outside a predetermined or adjustable window or outside the dynamic range of the A / D converter. However, it has been shown completely unexpectedly that the measurement accuracy can be increased by increasing the dynamic range of the A / D converters at the expense of the accuracy of the sample values obtained by the converter. By averaging all samples, including those samples that are statistically large or small with respect to other samples, according to the invention, accurate voltage and current measurements can be provided even in a noisy environment. By averaging samples and providing a sufficient dynamic range for the A / D converters, no samples are discarded and measurement errors tend to be compensated for other errors.

Im allgemeinen verwendet die vorliegende Erfindung die direkte Beziehung zwischen der dynamischen Konduktanz der Batterie und dem Zustand der Batterie. Wenn beispielsweise eine Batterie mehr als 15% unter ihre Nennkapazität abfällt, kann der Mikroprozessor 22 ein Ausgangssignal bereitstellen, das anzeigt, daß die Batterie 18 ausgetauscht werden sollte. Außerdem kann die Konduktanz verwendet werden, um den Ladungspegel der Batterie zu bestimmen. Eine derartige Messung kann verbessert werden, um die Genauigkeit zu verbessern, indem der in die Batterie 18 oder aus der Batterie 18 fließende Strom unter Verwendung des Stromsensors 26 überwacht wird. Die Spannung über die Batterie 18 kann außerdem verwendet werden, um die bei der Bestimmung des Ladungspegels verwendete Ladung zu bestimmen. Im allgemeinen kann der Ladezustand als Funktion eines der folgenden Parameter oder verschiedener Kombinationen der folgenden Parameter bestimmt werde, d.h. des Batteriealterungsgrades, der Batterietemperatur, des Ladungsgleichgewichts (der in die Batterie und aus der Batterie fließenden Ladung), des Ladungswirkungs grads, und von Anfangsbedingungen, z.B. der Batteriekonstruktion und -herstellung, der Plattenkonfiguration oder anderen Zuständen der Batterie. Die Funktionsbeziehung kann durch Charakterisieren mehrerer Batterien, nachstehend beschriebene iterative Verfahren und/oder unter Verwendung von KI- (künstliche Intelligenz) Techniken, z.B. neuraler Netzwerke, bestimmt werden.In general, the present invention uses the direct relationship between the dynamic conductance of the battery and the condition of the battery. For example, if a battery drops more than 15% below its nominal capacity, the microprocessor can 22 provide an output signal indicating that the battery 18 should be replaced. In addition, the conductance can be used to determine the charge level of the battery. Such a measurement can be improved to improve accuracy by placing it in the battery 18 or from the battery 18 flowing current using the current sensor 26 is monitored. The voltage across the battery 18 can also be used to determine the charge used in determining the charge level. In general, the state of charge can be determined as a function of one of the following parameters or various combinations of the following parameters, ie the degree of battery aging, the battery temperature, the charge balance (the charge flowing into and out of the battery), the charge efficiency, and initial conditions, For example, battery design and manufacture, plate configuration, or other states of the battery. The functional relationship can be determined by characterizing multiple batteries, iterative methods described below and / or using AI (artificial intelligence) techniques, for example neural networks.

2 zeigt ein detaillierteres schematisches Diagramm der Batterieüberwachungsvorrichtung 12. 2 zeigt den Mikroprozessor 22, der einen Speicher 40 aufweist. 2 zeigt eine Ein-/Ausgabeschnittstelle (I/O) 32, die in spezifischen Beispielen eine Kommunikationsverbindung gemäß verschiedenen Standards sein kann, z.B. J1850, J1708, J1939, usw. Der Speicher 40 ist als interner Speicher dargestellt. Es kann jedoch auch ein externer Speicher oder ein optionaler externer Speicher 42 bereitgestellt werden. Im allgemeinen wird der Speicher zum Speichern von Programmfunktionen, Nennwerten, Variablen, usw. bereitgestellt. Der Mikroprozessor 22 kann ein Mikrocontroller oder eine beliebige digitale Schaltung sein und ist nicht spezifisch auf einen Mikroprozessor beschränkt. 2 zeigt die Zwangsfunktion 28 detaillierter, wobei die Zwangsfunktion einen Widerstand R1 44 und einen durch den Mikroprozessor 22 gesteuerten Schalter S1 46 aufweist. Der Schalter 46 kann beispielsweise ein Feldeffekttransistor sein. Der Spannungssensor 24 weist in der Darstellung einen Differenzverstärker 47 auf, der über einen DC-Sperrkondensator C1 48 mit der Batterie 18 verbunden ist. Der Nebenschluß 26 ist als Widerstand R2 50 und als ein Differenzverstärker 52 dargestellt. Schalter S2 54 und S3 56 sind so angeordnet, daß die Verstärker 52 bzw. 47 über eine Abtaststeuerungsleitung mit dem Mikroprozessor 22 verbunden und aktiviert werden, um dem Mikroprozessor 22 Ab tastdaten zuzuführen. Ein A/D-Wandler kann ein integraler Teil des Mikroprozessors 22 oder eine separate Komponente zum Digitalisieren der Ausgangssignale der Verstärker 47 und 52 sein. Die Kondensatoren C1 und C3 bilden Abtast-Halte-Schaltungen. 2 shows a more detailed schematic diagram of the battery monitoring device 12 , 2 shows the microprocessor 22 having a memory 40 having. 2 shows an input / output interface (I / O) 32 which, in specific examples, can be a communication link according to various standards, e.g. J1850, J1708, J1939, etc. The memory 40 is shown as internal memory. However, it can also be external storage or an optional external storage 42 to be provided. In general, the memory is provided for storing program functions, nominal values, variables, etc. The microprocessor 22 can be a microcontroller or any digital circuit and is not specifically limited to a microprocessor. 2 shows the forced function 28 in more detail, the constraint function being a resistor R 1 44 and one by the microprocessor 22 controlled switch S 1 46 having. The desk 46 can be, for example, a field effect transistor. The voltage sensor 24 has a differential amplifier in the illustration 47 on the via a DC blocking capacitor C 1 48 with the battery 18 connected is. The shunt 26 is as resistance R 2 50 and as a differential amplifier 52 shown. Switch S 2 54 and S 3 56 are arranged so that the amplifier 52 respectively. 47 through a scan control line to the microprocessor 22 connected and activated to the microprocessor 22 To be fed from scanning data. An A / D converter can be an integral part of the microprocessor 22 or a separate component for digitizing the output signals of the amplifiers 47 and 52 his. The capacitors C 1 and C 3 form sample and hold circuits.

Die Zwangsfunktion 28 kann durch einen Widerstand gebildet werden, wie in 2 dargestellt, oder durch eine Stromsenke oder durch einen vorhandenen Verbraucher des Fahrzeugs. Der Schalter S1 46 kann ein FET, ein bipolarer Transistor oder ein mechanischer oder vorhandener Schalter im Kraftfahrzeug sein. Obwohl der Nebenschluß 26 durch einen Nebenschlußwiderstand dargestellt ist, können auch andersartige Stromsensoren verwendet werden, z.B. Hall-Effekt-Sensoren oder auf Kabel- oder Leitungswiderständen basierende Sensoren. An Stelle des Kondensators C1 48 können auch andersartige DC-Sperrtechniken verwendet werden, z.B. ein DC-gekoppelter Verstärker.The forced function 28 can be formed by a resistor, as in 2 represented, or by a current sink or by an existing consumer of the vehicle. The switch S 1 46 can a FET, a bipolar transistor or a mechanical or existing switch in the motor vehicle. Although the shunt 26 represented by a shunt resistor, other types of current sensors can also be used, for example Hall effect sensors or sensors based on cable or line resistances. Instead of capacitor C1 48 other types of DC blocking techniques can also be used, for example a DC-coupled amplifier.

3 zeigt ein vereinfachtes Blockdiagramm 100 zum Darstellen von durch den Mikroprozessor 28 erfindungsgemäß ausgeführten Diagnoseschritten. In Blöcken 102 und 104 wird (werden) der (die) dynamische(n) Parameter für die Batterie 18 erhalten, und in einem Datenblock 104 werden Daten erfaßt. Der in Block 104 erfaßte Datentyp kann ein beliebiger Datentyp sein, der zum Bestimmen des Batteriezustands verwendet wird. Beispielsweise können die Daten Werte sein, die für ΔV und ΔIT verwendet werden, mit dem Batterietyp in Beziehung stehende Information, usw. Diese Information kann im Speicher 40 gespeichert und anschließend durch den Mikroprozessor 22 abgerufen werden. Die Daten können über eine beliebige Zeitdauer und während des Betriebs eines beliebigen Motor- oder Batterietyps erfaßt werden. In Block 106 führt der Mikroprozessor 22 Diagnosen oder andere Berechnungen ba sierend auf den im Speicher 40 gespeicherten Daten aus. Wenn eine Batteriestörung oder eine bevorstehende Störung bzw. ein bevorstehendes Versagen erfaßt wird, kann in Block 108 während der Fahrt des Fahrzeugs 10 eine Meldung z.B. mit dem Inhalt "Batterie demnächst instand setzen" bereitgestellt werden. 3 shows a simplified block diagram 100 to represent by the microprocessor 28 Diagnostic steps carried out according to the invention. In blocks 102 and 104 will be the dynamic parameter (s) for the battery 18 received, and in a data block 104 data is collected. The one in block 104 The detected data type can be any data type that is used to determine the battery condition. For example, the data may be values used for ΔV and ΔI T , information related to the battery type, etc. This information may be in memory 40 stored and then by the microprocessor 22 be retrieved. The data can be acquired over any period of time and during the operation of any type of motor or battery. In block 106 leads the microprocessor 22 Diagnoses or other calculations based on those in the memory 40 stored data. If a battery fault or an impending malfunction or an impending failure is detected, block 108 while the vehicle is traveling 10 a message, for example with the content "Battery to be repaired soon" is provided.

Gemäß einem allgemeinen Aspekt wird erfindungsgemäß der Zustand einer Batterie als Funktion eines gespeicherten Batterieparameters bestimmt, der auf einen Anfangswert gesetzt und basierend auf einer Messung modifiziert wird, die ausgeführt wird, wenn der Motor des Fahrzeugs nicht in Betrieb ist (oder wenn die Batterie nicht geladen wird), und basierend auf einer Messung, die ausgeführt wird, wenn der Motor des Fahrzeugs in Betrieb ist (oder wenn die Batterie geladen wird). Dies kann ein iterativer Prozeß sein, in dem der gespeicherte Batterieparameter während der Nutzung oder des Betriebs des Fahrzeugs kontinuierlich modifiziert wird. Gemäß einem spezifischen Beispiel eine Startkapazität ("Cranking State of Health" (CSOH)) bestimmt werden, durch die eine relative Anzeige der Fähigkeit der Batterie, den Starteroder Anlassermotor des Fahrzeugs zu aktivieren, bereitgestellt wird. Ein anderer beispielhafter Zustand ist die Restkapazität ("Reserve State of Health" (RSOH)), die eine relative Anzeige der Restkapazität der Batterie darstellt. Gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform wird ein relativer Batteriezustand basierend auf einem Verhältnis zwischen zwei Größen und als Funktion eines minimalen Schwellenwertes eines Batterieparameters, eines Meßwertes eines Batterieparameters und eines maximalen Beobachtungswert eines Batterieparameters bestimmt.According to a general aspect the state according to the invention a battery as a function of a stored battery parameter determined, which is set to an initial value and based on a measurement modified, which is executed the engine of the vehicle is not running (or if the Battery is not charging), and based on a measurement that accomplished when the engine of the vehicle is running (or when the Battery is being charged). This can be an iterative process in which the stored battery parameter during use or Operation of the vehicle is continuously modified. According to one specific example a starting capacity ("Cranking State of Health" (CSOH)) determined through which a relative indication of the ability of the battery, the starter or Activating the vehicle's starter motor is provided. Another exemplary state is the remaining capacity ("Reserve State of Health "(RSOH)), which is a relative indication of the remaining capacity of the battery. According to one another exemplary embodiment is a relative battery condition based on a relationship between two sizes and as a function of a minimum threshold value of a battery parameter, of a measured value a battery parameter and a maximum observation value of a Battery parameters determined.

Gemäß einer spezifischen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Startkapazität ("Cran king State of Health" (CSOH)) unter Verwendung von Gleichung 2 folgendermaßen berechnet werden: CSOH= {[CCAcomp-CCAMIN]/[CCA100SOC-CCAMIN]}×100 Gl. 2 wobei CCAcomp eine korrigierte gemessene Kaltstartleistung (Gold Cranking Amps) der Batterie, CCAMIN eine minimale Kaltstartleistung (Cold Cranking Amps), die vom Motor und von Anlassermotoren für den Anlaßvorgang erforderlich ist, und CCA100SOC die Kaltstartleistung für den Fall bezeichnet, daß die Batterie einen Ladezustand von 100 und eine Leistungsfähigkeit (State of Health) von 100% aufweist (d.h. voll aufgeladen ist). CSOH bezeichnet ein Verhältnis zwischen zwei Zahlen und liegt im Bereich zwischen 0 und 100%. Die aktuelle korrigierte Kaltstartleistung (CCAcomp) kann eine Funktion einer über eine Zeitdauer gemittelten beobachteten Kaltstartleistung (CCA), der Temperatur und des aktuellen Ladezustands sein. Hierfür kann anfangs eine einfache Beziehung vorausgesetzt werden, z.B. eine gerade Linie oder eine einfache Kurve. Tatsächliche Werte für die Beziehung können gelernt werden. Beispielsweise kann die Beziehung mit dem Ladezustand ein Verhältnis zwischen CCA100SOC und einem CCA-Wert sein, der erhalten wird, wenn der Ladezustand wesentlich kleiner ist als 100. Dies kann durch eine Langzeitüberwachung des Batterie- und des Motorbetriebs erreicht werden, wobei den gesammelten Daten ein Datum- und Zeitstempel aufgeprägt wird. Ähnlicherweise kann die Beziehung mit der Temperatur anfangs vorausgesetzt werden, sie kann jedoch über die Zeit als Verhältnis von CCAt1 zu CCAt2 gelernt werden, wobei t1 und t2 wesentlich verschiedene Temperaturen bezeichnen. Wiederum werden beide Größen während des Betriebs der Fahrzeugbatterie vorzugsweise zu etwa gleichen Zeiten erfaßt. Beispielsweise könnte ein Wert während der Nachtzeit erfaßt werden, wenn der Motor nicht läuft, um einen Wert für einen sehr kalten Zustand zu erhalten, und ein anderer Wert könnte während der Tageszeit erfaßt werden, während der Motor läuft. Im allgemeinen kann die Formel für CCAcomp dargestellt werden durch: CCAcomp = CCAaverage·f(SOC)·f(T) Gl. 3 According to a specific exemplary embodiment of the present invention, the starting state ("Crane King of Health" (CSOH)) can be calculated using Equation 2 as follows: CSOH = {[CCAcomp-CCAMIN] / [CCA100SOC-CCAMIN]} × 100 Eq. 2 where CCAcomp is a corrected measured cold cranking power (Gold Cranking Amps) of the battery, CCAMIN is a minimum cold starting power (Cold Cranking Amps) required by the engine and starter motors for the starting process, and CCA100SOC is the cold starting power in the event that the battery is in a state of charge of 100 and a state of health of 100% (ie fully charged). CSOH denotes a ratio between two numbers and is in the range between 0 and 100%. The current corrected cold start power (CCAcomp) can be a function of an observed cold start power (CCA) averaged over a period of time, the temperature and the current state of charge. This can initially be assumed to be a simple relationship, for example a straight line or a simple curve. Actual values for the relationship can be learned. For example, the relationship with the state of charge may be a relationship between CCA100SOC and a CCA value obtained when the state of charge is significantly less than 100. This can be achieved by long-term monitoring of battery and engine operation, taking into account the data collected Date and time stamp is stamped. Similarly, the relationship with temperature can be assumed initially, but can be learned over time as a ratio of CCAt1 to CCAt2, where t1 and t2 denote significantly different temperatures. Again, both quantities are preferably recorded at approximately the same times during the operation of the vehicle battery. For example, one value could be detected during the night time when the engine is not running to obtain a value for a very cold condition, and another value could be detected during the day time while the engine is running. In general, the formula for CCAcomp can be represented by: CCAcomp = CCAaveragef (SOC) f (T) Eq. 3

Ähnlicherweise kann eine relative Anzeige der Restkapazität der Batterie (Reserve State of Health (RSOH)) dargestellt werden durch: RSOH = {[AHCapacity – AHMIN]/[AH100SOC-AHMIN]}×100 G1.4 wobei AHCapacity die aktuelle Kapazität der Batterie, AHMIN die minimale zulässige Kapazität der Batterie und AH100SOC die Kapazität der Batterie bei einem Ladezustand von 100 (d.h. wenn die Batterie voll aufgeladen ist) darstellen. RSOH liegt im Bereich zwischen 0 und 100. Die Kapazität ist gegeben durch

Figure 00150001
Similarly, a relative indication of the remaining battery capacity (Reserve State of Health (RSOH)) can be represented by: RSOH = {[AHCapacity - AHMIN] / [AH100SOC-AHMIN]} × 100 G1.4 where AHCapacity is the current capacity of the battery, AHMIN is the minimum allowable capacity of the battery and AH100SOC is the capacity of the battery with a charge level of 100 (ie when the battery is fully charged). RSOH is in the range between 0 and 100. The capacity is given by
Figure 00150001

Die Gleichungen 2 und 4 sind Funktionen von Parametern einer Batterie, die anfangs nicht notwendigerweise bekannt sind. Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein iteratives Näherungsverfahren vorgesehen, das dazu verwendet wird, derartige Parameter zu bestimmen und in diesen oder ähnlichen Formeln verwendbar ist. Die 4, 5 und 6 zeigen vereinfachte Blockdiagramme zum Darstellen eines beispielhaften Verfahrens für solche Bestimmungen oder Abschätzungen. Unter Verwendung von Gleichung 2 als Beispiel wird CCA100SOC anfangs auf den Wert CCAMIN gesetzt. CCAMIN kann während der Herstellung des Fahrzeugs in einen Speicher des Fahrzeugs (z.B. in den in 2 dargestellten Speicher 40) programmiert oder auf andere Weise gespeichert werden und bezeichnet eine minimal zulässige Kaltstartleistung (CCA) der Batterie. Wenn das Fahrzeug in Betrieb ist und die Batterie geladen und entladen wird, kann der Ladezustand überwacht und ein Maximalwert beobachtet werden. Der CCA-Meßwert, bei dem der Ladezustand 100% beträgt, wird im Speicher gespeichert und CCA100SEOC zugeordnet.The equations 2 and 4 are functions of parameters of a battery that are not necessarily known initially. According to one aspect of the invention, an iterative approximation method is provided which is used to determine such parameters and can be used in these or similar formulas. The 4 . 5 and 6 show simplified block diagrams to illustrate an exemplary method for such determinations or estimates. Using Equation 2 as an example, CCA100SOC is initially set to CCAMIN. CCAMIN can be stored in a memory of the vehicle (e.g. in the in 2 illustrated memory 40 ) can be programmed or saved in any other way and denotes a minimum permitted cold start power (CCA) of the battery. When the vehicle is in operation and the battery is charged and discharged, the state of charge can be monitored and a maximum value can be observed. The CCA measured value at which the state of charge is 100% is saved in the memory and assigned to CCA100SEOC.

4 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Darstellen einer "Boot"-Prozedur 100. Diese Boot-Prozedur 100 wird typischerweise immer dann aufgerufen, wenn der Speicher 40 gelöscht worden ist, oder wenn der Mikroprozessor 22 erfaßt, daß die Verbindung zur Batterie 18 unterbrochen worden ist. Die Prozedur 100 beginnt am Startblock 102. In Block 104 werden Werte für CCAMIN und AHMIN vom Speicher im Fahrzeug (z.B. vom Speicher 40) abgerufen. Beispielsweise kann diese Information während der Herstellung des Fahrzeugs permanent in einen Speicher gespeichert oder programmiert werden. Die verschiedenen Befehle zum Implementieren dieser Schritte sind normalerweise in einem Speicher gespeichert, z.B. im Speicher 40, und werden durch den Mikroprozessor 22 ausgeführt. 4 shows a flowchart to illustrate a "boot" procedure 100 , This boot procedure 100 is typically called whenever the memory 40 has been deleted or if the microprocessor 22 detects that the connection to the battery 18 has been interrupted. The procedure 100 starts at the starting block 102 , In block 104 values for CCAMIN and AHMIN from the memory in the vehicle (e.g. from the memory 40 ) accessed. For example, this information can be permanently stored in a memory or programmed during the manufacture of the vehicle. The various commands for implementing these steps are usually stored in memory, for example in memory 40 , and are controlled by the microprocessor 22 performed.

In Block 106 wird festgelegt, daß die Werte für CCA und die Kapazität bei einem Ladezustand von 100 (CCA100SOC und AH100SOC) gleich CCAMIN bzw. AHMIN sind. Durch diese Annahme wird ein Start- oder Ausgangspunkt für den Beobachtungsvorgang bereitgestellt. In Block 108 wird vorausgesetzt, daß der Ladezustand eine Funktion der Spannung ist. Der Ladezustand kann durch eine einfache Formel mit der Leerlaufspannung in Beziehung gesetzt werden: SOC = 1250·Voc – 1475 Gl. 6 In block 106 It is determined that the values for CCA and the capacity with a state of charge of 100 (CCA100SOC and AH100SOC) are equal to CCAMIN and AHMIN. This assumption provides a starting point or starting point for the observation process. In block 108 it is assumed that the state of charge is a function of the voltage. The state of charge can be related to the open circuit voltage using a simple formula: SOC = 1250Voc - 1475 Eq. 6

In Block 110 werden Flags gelöscht, um anzuzeigen, daß die Werte "gelernt" worden sind. In Block 112 schreitet die Steuerung zu einem anderen geeigneten Block fort, z.B. zu den in den 5 und 6 dargestellten Blöcken.In block 110 flags are cleared to indicate that the values have been "learned". In block 112 control advances to another suitable block, for example to those in the 5 and 6 blocks shown.

5 zeigt ein vereinfachtes Blockdiagramm einer Key-off-Prozedur 120. Die Key-off-Prozedur 120 wird, wie der Name besagt, während Perioden ausgeführt, in denen das Fahrzeug nicht in Betrieb ist bzw. die Batterie nicht aufgeladen wird. Die Prozedur beginnt in Block 122. In Block 124 werden verschiedene Batteriedaten erhalten, z.B. die Spannung, der Strom und die Temperatur. In Block 126 wird veranlaßt, daß die Prozedur wartet, bis die Batterie einen Gleichgewichtszustand erreicht hat. Beispielsweise kann angenommen werden, daß die Batterie sich in einem Gleichgewichtszustand befindet, wenn die Temperatur und die Spannung im wesentlichen konstant sind. Nachdem die Batterie einen Gleichgewichtszustand erreicht hat, wird der Ladezustand der Batterie in Block 128 als Funktion der Temperatur und der Leerlaufspannung bestimmt. Beispielsweise kann eine solche Formel für den Ladezustand dargestellt werden durch: SOC = 1250 VOC – 1475 + VTC Gl. 7 5 shows a simplified block diagram of a key-off procedure 120 , The key-off procedure 120 is, as the name implies, carried out during periods when the vehicle is not in operation or the battery is not being charged. The procedure begins in block 122 , In block 124 different battery data are obtained, for example the voltage, the current and the temperature. In block 126 causes the procedure to wait until the battery has reached equilibrium. For example, the battery can be assumed to be in a state of equilibrium when the temperature and voltage are substantially constant. After the battery has reached a state of equilibrium, the state of charge of the battery is blocked 128 determined as a function of temperature and open circuit voltage. For example, such a charge state formula can be represented by: SOC = 1250 V OC - 1475 + V TC Eq. 7

In Block 130 schreitet die Steuerung, wenn festgestellt wird, daß der Ladezustand 100% beträgt, zu Block 132 fort. Ein Verfahren zum Bestimmen, ob der Ladezustand 100% beträgt, besteht darin, eine Abnahme des durch die Batterie aufgenommenen Ladestroms zu beobachten.In block 130 If the state of charge is determined to be 100%, control passes to block 132 continued. One method of determining whether the state of charge is 100% is to observe a decrease in the charging current consumed by the battery.

In Block 132 wird ein neues Leerlaufspannungsflag gesetzt. Das Flag wird verwendet, um dem Programm mitzuteilen, daß ein stabiler Zustand erreicht worden ist. Außerdem schreitet die Steuerung in Block 130, wenn der Ladezustand nicht 100 beträgt, zu Block 134 fort. In Block 134 springt die Steuerung, wenn der Ladezustand nicht größer ist als x, zu Block 124. X bezeichnet einen setzbaren Prozentanteil, der typischerweise zwischen 5% und 10% liegt. Alternativ schreitet die Steuerung zu Block 136 fort. In Block 136 wird die Batteriekapazität als Funktion der Änderung der der Batterie zugeführten oder von der Batterie abgezogenen Energie, der Temperatur und des Stroms berechnet. Eine beispielhafte Formel für die Batteriekapazität ist:

Figure 00170001
In block 132 a new open circuit voltage flag is set. The flag is used to inform the program that a steady state has been reached. The control also proceeds in block 130 if the state of charge is not 100, block 134 continued. In block 134 If the state of charge is not greater than x, the control jumps to block 124 , X denotes a settable percentage, which is typically between 5% and 10%. Alternatively, control passes to block 136 continued. In block 136 the battery capacity is a function of the change in the battery supplied to or withdrawn from the battery Energy, temperature and electricity are calculated. An example formula for battery capacity is:
Figure 00170001

6 zeigt ein Blockdiagramm 160 zum Darstellen der Verarbeitung für den Fall, daß der Motor läuft oder die Batterie 18 aufgeladen wird. Das Ablaufdiagramm 160 beginnt bei Block 162 (wobei Energy = AH*f(T)*f(SOC) ist) , und die Steuerung schreitet zu Block 164 fort. In Block 164 wird eine Variable LASTSOC auf den aktuellen Ladezustand gesetzt. In Block 166 werden Daten gesammelt, z.B. Spannungs-, Strom-, Temperatur- und Konduktanzdaten. In Block 168 wird der aktuelle Ladezustand als der letzte oder vorherige Ladezustand plus ein Wert festgelegt, der eine Funktion der Änderung der Energie, der Temperatur und des in die Batterie oder aus der Batterie fließenden Stroms ist. Diese Beziehung wird durch Gleichung 9 dargestellt:

Figure 00180001
6 Fig. 16 is a block diagram 160 showing processing in the case that the engine is running or the battery 18 is charged. The flow chart 160 starts at block 162 (where Energy = AH * f (T) * f (SOC)) and control moves to block 164 continued. In block 164 a variable LASTSOC is set to the current state of charge. In block 166 data is collected, eg voltage, current, temperature and conductance data. In block 168 the current state of charge is determined as the last or previous state of charge plus a value that is a function of the change in energy, temperature and current flowing into or out of the battery. This relationship is represented by Equation 9:
Figure 00180001

In Block 170 wird, wenn der Ladezustand kleiner ist als 0, der Ladezustand zwangsweise auf 0 gesetzt. Wenn in Block 172 der Ladezustand größer ist als 100, wird der Ladezustand zwangsweise auf 100 gesetzt. Wenn in Block 174 der korrigierte CCA-Meßwert größer ist als CCA100SOC, wird CCA100SOC auf CCAcomp gesetzt. In Block 176 wird ein "Neuer CCA-Wert"-Flag gesetzt, das verwendet wird, um anzuzeigen, daß ein neuer CCA-Wert erhalten worden ist, und die Steuerung springt zu Block 164 zurück. Diese Prozedur wird wiederholt, bis der Motor abgeschaltet, die Batterieversorgung unterbrochen oder der Ladezyklus auf andere Weise unterbrochen wird.In block 170 if the state of charge is less than 0, the state of charge is forcibly set to 0. If in block 172 the state of charge is greater than 100, the state of charge is forcibly set to 100. If in block 174 If the corrected CCA measured value is greater than CCA100SOC, CCA100SOC is set to CCAcomp. In block 176 a "New CCA" flag is set which is used to indicate that a new CCA has been obtained and control jumps to block 164 back. This procedure is repeated until the engine is switched off, the battery supply is interrupted, or the charging cycle is interrupted in some other way.

Wenn die Daten gesammelt werden, werden die vorstehend dargestellten Formeln verwendet, um die Restkapazität (RSOH) und die Startkapazität (CSOH) zu berechnen. Diese Information kann einem Bediener oder Fahrer auf eine beliebige geeignete Weise zur Verfügung gestellt werden. Beispielsweise kann ein normales Display bereitgestellt werden, oder es kann eine grafische Form verwendet werden. Es kann eine Voll/Leer-Anzeige verwendet werden, um ein Ausgangssignal bereitzustellen, das den meisten Fahrern vertraut ist. Eine Anzeige mit dem Inhalt "Batterie demnächst instand setzen" ist ein anderes Beispiel einer Ausgabe. Die Werte können auch verwendet werden, um den Betrieb des Wechselstromgenerators 20 zu steuern, oder gespeichert werden, um sie später durch ein Diagnosegerät abzurufen oder Garantieansprüche zu bestätigen.When the data is collected, the formulas presented above are used to calculate the remaining capacity (RSOH) and starting capacity (CSOH). This information can be provided to an operator or driver in any suitable manner. For example, a normal display can be provided or a graphical form can be used. A full / empty display can be used to provide an output signal that is familiar to most drivers. Another example of an issue is an ad that says "Service the battery soon". The values can also be used to operate the alternator 20 to control or be saved for later retrieval by a diagnostic device or to confirm warranty claims.

Gemäß einem anderen Aspekt wird durch den Mikroprozessor 22 ein Alterungsgrad (SOL) der Batterie 18 bestimmt. Der Alterungsgrad zeigt das aktuelle Alter der Batterie an und kann mit der Lebensdauer der Batterie in Beziehung gesetzt werden. Beispielsweise kann SOL das aktuelle Batteriealter bezüglich der Gesamtlebensdauer der Batterie anzeigen. Beispielsweise kann der Alterungsgrad (SOL) anzeigen, daß ein bestimmter Prozentanteil der Batterielebensdauer abgelaufen ist, daß die Batterie eine bestimmte Anzahl von Jahren alt ist oder daß die Restlebensdauer der Batterie einer bestimmten Anzahl von Jahren gleicht. Nur ein spezifisches Beispiel, die Restlebensdauer, ist eine Funktion der Restkapazität (RSOH) (Gleichung 4) und der Startkapazität (CSOH) (Gleichung 2). Eine spezifische Beziehung ist folgende: SOL = RSOH·CSOH Gl. 10 In another aspect, the microprocessor 22 a degree of aging (SOL) of the battery 18 certainly. The degree of aging shows the current age of the battery and can be related to the life of the battery. For example, SOL can display the current battery age with respect to the total battery life. For example, the degree of aging (SOL) may indicate that a certain percentage of the battery life has expired, that the battery is a certain number of years old, or that the remaining life of the battery is equal to a certain number of years. Just one specific example, the remaining life, is a function of the remaining capacity (RSOH) (Equation 4) and the starting capacity (CSOH) (Equation 2). A specific relationship is as follows: SOL = RSOH · CSOH Eq. 10

Es können verschiedene Kalibrierungsfaktoren und/oder Offset-Werte oder andere Funktionen verwendet werden, um Gleichung 10 zu manipulieren oder den Alterungsgrad (SOL) mit der gewünschten Einheit in Beziehung zu setzen. Der Mikroprozessor 22 bestimmt, ob die Batterie 18 durch eine andere Batterie ersetzt worden ist. Beispielsweise kann der Mikroprozessor 22 vorangehende Information speichern, z.B. vorherige Meßwerte eines dynamischen Parameters der Batterie 18. Die vorherigen Meßwerte können sich auf die vorherige Betriebszeit des Fahrzeugs, einen im letzten Monat oder frü her gemessenen Parameter oder auf mehrere zuvor gemessene Parameter beziehen. Dann wird ein aktueller oder ein neuerer Meßwert mit dem vorherigen Meßwert verglichen. Wenn die prozentuale Änderung größer ist als ein vorgegebener Wert, z.B. 10%, bestimmt der Mikroprozessor 22, daß eine neue Batterie 18 im Fahrzeug installiert worden ist. Nach einer solchen Bestimmung kann der Mikroprozessor den vorstehend diskutierten Lernprozeß beginnen und einen gespeicherten Batterieparameter aktualisieren.Various calibration factors and / or offset values or other functions can be used to manipulate Equation 10 or to relate the degree of aging (SOL) to the desired unit. The microprocessor 22 determines whether the battery 18 has been replaced by another battery. For example, the microprocessor 22 save previous information, eg previous measured values of a dynamic parameter of the battery 18 , The previous measured values can relate to the previous operating time of the vehicle, a parameter measured in the past month or earlier or to several previously measured parameters. Then a current or a newer measured value is compared with the previous measured value. If the percentage change is greater than a predetermined value, for example 10%, the microprocessor determines 22 that a new battery 18 has been installed in the vehicle. After such a determination, the microprocessor can begin the learning process discussed above and update a stored battery parameter.

Vor einer Digitalisierung des durch den Stromsensor 26 abgetasteten Stroms kann ein konstanter Offset-Wert eingeführt werden. Beispielsweise kann gemäß 2 ein Spannungs-Offset-Wert eingeführt werden, bevor das durch den Sensor 26 erfaßte Stromsignal durch den Prozessor 22 digitalisiert wird. Dadurch wird der dynamische Bereich vermindert, der erforderlich ist, damit der Mikroprozessor einen geeigneten Meßwert zum Berechnen eines dynamischen Parameters erhalten kann. Außerdem kann der Prozessor 22, während das Fahrzeug nicht in Betrieb ist, in einen Ruhe- oder Schlafmodus eintreten, und vom Schlafmodus reaktiviert werden, wenn der erfaßte Strom größer ist als der konstante Offset-Wert. Es können gegebenenfalls verschiedene konstante Offset-Werte verwendet werden. Beispielsweise kann ein konstanter Offset-Wert verwendet werden, während das Fahrzeug in Betrieb ist, und ein zweiter konstanter Offset-Wert kann verwendet werden, während das Fahrzeug nicht in Betrieb ist. wenn durch eine A/D-Umwandlung ein Ergebnis von etwa 0 erhalten wird, kann der Prozessor den konstanten Offset-Wert verwenden und voraussetzen, daß dieser den aktuellen Strom darstellt. Wenn Stromwerte über die Zeit integriert werden, werden durch Rauschen oder andere Quellen erhaltene Fehler reduziert.Before digitization by the current sensor 26 a constant offset value can be introduced. For example, according to 2 a voltage offset value must be introduced before that through the sensor 26 detected current signal by the processor 22 is digitized. This reduces the dynamic range required to allow the microprocessor to obtain an appropriate measurement to calculate a dynamic parameter. The processor can also 22 enter into a sleep or sleep mode while the vehicle is not in operation and reactivate from sleep mode if the detected current is greater than the constant offset value. If necessary, different constant offset values can be used. For example, one constant offset value can be used while the vehicle is operating and a second constant offset value can be used while the vehicle is not operating. if an A / D conversion gives a result of about 0, the processor can use the constant offset value and assume that it represents the current current. If current values are integrated over time, errors obtained from noise or other sources are reduced.

Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist für Fachleute ersichtlich, daß innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung Änderungen in der Form und im Detail vorgenommen werden können. Beispielsweise werden die Schaltung, die Schaltungskonfiguration und die Batteriezustandparameter in Verbindung mit einfachen beispielhaften Ausführungsformen bereitgestellt, für Fachleute ist jedoch ersichtlich, daß auch andere Konfigurationen und Implementierungen verwendet werden können. Die spezifischen Verbindungen zur Batterie können Kelvinverbindungen sein, die auch "geteilte" Kelvinverbindungen beinhalten, in denen die Zwangsfunktionsverbindung(en) von der Batterie beabstandet angeordnet ist (sind). Gemäß einem anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung kann der Wechselstromgenerator 20 ein elektronisches Batterieladegerät aufweisen, wie beispielsweise ein Ladegerät des Typs, der zum Laden von Kraftfahrzeugbatterien verwendet wird, während das Fahrzeug steht, oder um Reservebatterien zu laden, die beispielsweise in abgesetzten Systemen, z.B. an Zellenstandorten, verwendet werden. In einer solchen Ausführungsform wird eine Steuerleitung 23 verwendet, um das Ladegerät der Batterie 18 unter Verwendung von hierin beschriebenen Verfahren zu steuern. In einer solchen Ausführungsform stellt das in 1 dargestellte Element 10 eine Reserveleistungsversorgung für eine Anlage dar.Although the present invention has been described with reference to preferred embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that changes in form and detail may be made within the scope of the present invention. For example, the circuitry, circuitry configuration, and battery state parameters are provided in connection with simple exemplary embodiments, but it will be apparent to those skilled in the art that other configurations and implementations may be used. The specific connections to the battery can be Kelvin connections, which also include "split" Kelvin connections in which the positive function connection (s) is (are) spaced from the battery. According to another example of the present invention, the alternator can 20 have an electronic battery charger, such as a charger of the type used to charge automotive batteries while the vehicle is stationary, or to charge backup batteries used, for example, in remote systems, such as at cell sites. In such an embodiment, a control line 23 used the battery charger 18 control using methods described herein. In such an embodiment, this represents in 1 shown element 10 represents a reserve power supply for a plant.

Claims (42)

Batterieüberwachungsvorrichtung zum Überwachen einer Speicherbatterie eines Kraftfahrzeugs, mit: einem ersten und einem zweiten Kelvinverbinder, die dazu geeignet sind, mit der Speicherbatterie elektrisch verbunden zu werden; einem mit dem ersten und dem zweiten Kelvinverbinder elektrisch verbundenen Prozessor, der dazu geeignet ist, eine Restkapazität (RSOH) und eine Startkapazität (CSOH) der Batterie zu berechnen und einen Alterungsgrad (SOL) der Batterie als Funktion der Restkapazität (RSOH) und der Startkapazität (CSOH) zu bestimmen.Battery monitoring device to monitor a storage battery of a motor vehicle, with: a first and a second Kelvin connector, which are suitable for using the Storage battery to be electrically connected; one with the first and the second Kelvin connector electrically connected Processor capable of remaining capacity (RSOH) and a starting capacity (CSOH) of the battery and a degree of aging (SOL) of the Battery as a function of the remaining capacity (RSOH) and the starting capacity (CSOH) to determine. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Alterungsgrad eine Funktion eines Produktes aus der Restkapazität (RSOH) und der Startkapazität (CSOH) ist.The device of claim 1, wherein the degree of aging a function of a product from the remaining capacity (RSOH) and the starting capacity (CSOH) is. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Alterungsgrad (SOL) eine Funktion eines dynamischen Parameters der Batterie ist.The device of claim 1, wherein the degree of aging (SOL) is a function of a dynamic parameter of the battery. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Alterungsgrad (SOL) das Batteriealter bezüglich der Batterielebensdauer anzeigt.The device of claim 1, wherein the degree of aging (SOL) the battery age regarding the battery life. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Alterungsgrad (SOL) eine Funktion einer Kaltstartleistung (Cold Cranking Amp) (CCA) der Batterie ist.The device of claim 1, wherein the degree of aging (SOL) a function of a Cold Cranking Amp (CCA) of the battery. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Alterungsgrad (SOL) eine Funktion der Temperatur ist.The device of claim 1, wherein the degree of aging (SOL) is a function of temperature. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Prozessor ferner dazu geeignet ist, einen gemessenen dynamischen Parameter mit einem früheren dynamischen Parameter zu vergleichen und basierend auf dem Vergleich festzustellen, ob die Batterie ersetzt worden ist.The apparatus of claim 3, wherein the processor is also suitable for a measured dynamic parameter with an earlier one compare dynamic parameters and based on the comparison determine if the battery has been replaced. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei festgestellt wird, daß die Batterie ersetzt worden ist, wenn die prozentuale Änderung des gemessenen Parameters bezüglich des früheren Parameters größer ist als 10%.Apparatus according to claim 7, wherein it is determined that the Battery has been replaced when the percentage change of the measured parameter regarding of the former Parameter is larger than 10%. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, wobei der frühere Parameter weniger als einen Monat alt ist.Apparatus according to claim 7 or 8, wherein the previous parameter is less than a month old. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei der Prozessor, wenn festgestellt wird, daß die Batterie ersetzt worden ist, einen gespeicherten Batterieparameter aktualisiert.Device according to one of claims 7 to 9, wherein the processor, if it is determined that the battery has been replaced, a stored battery parameter is updated. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit: einem Spannungssensor, der dazu geeignet ist, eine Spannung über die Batterie zu überwachen; einem Stromsensor, der dazu geeignet ist, einen durch die Batterie fließenden elektrischen Strom zu überwachen; einem A/D-Wandler, der dazu geeignet ist, einen durch den Stromsensor erfaßten Strom in einen Digitalwert umzuwandeln; und einer Einrichtung zum Bereitstellen eines konstanten Offset-Wertes, die dazu geeignet ist, einen gezogenen Ruhestrom vom erfaßten Strom zu subtrahieren, bevor der erfaßte Strom durch den A/D-Wandler digitalisiert wird.Device according to one of the preceding claims, comprising: a voltage sensor which is suitable for monitoring a voltage across the battery; a current sensor which is suitable for monitoring an electrical current flowing through the battery; an A / D converter which is suitable for converting a current detected by the current sensor into a digital value; and means for providing a constant offset value which is suitable for subtracting a drawn quiescent current from the detected current before the detected current is digitized by the A / D converter. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei der Prozessor in einen Schlafmodus eintritt, während das Fahrzeug nicht in Betrieb ist, und aus dem Schlafmodus reaktiviert wird, wenn der Strom größer ist als der konstante Offset-Wert.The apparatus of claim 11, wherein the processor enters a sleep mode while the vehicle is not in operation and is reactivated from sleep mode becomes when the current is greater than the constant offset value. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, wobei der konstante Offset-Wert einen ersten Wert aufweist, während das Fahrzeug in Betrieb ist, und einen zweiten Wert, während das Fahrzeug nicht in Betrieb ist.Apparatus according to claim 11 or 12, wherein the constant offset value has a first value while the Vehicle is operating, and a second value during that Vehicle is not in operation. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei der Prozessor die digitalisierten Stromwerte über die Zeit integriert.Device according to one of claims 11 to 13, wherein the processor the digitized current values over integrated the time. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei der Prozessor den konstanten Offset-Wert für Berechnungen verwendet, wenn der digitalisierte Strom kleiner ist als ein Schwellenwert.Device according to one of claims 11 to 14, wherein the processor the constant offset value for calculations used when the digitized current is less than a threshold. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit. einer mit einem Datenbus des Fahrzeugs verbindbaren Kommunikationsverbindung; wobei der Prozessor ferner dazu geeignet ist, ein Signal vom Datenbus zu empfangen, das einen Betrieb einer elektrischen Komponente des Fahrzeugs anzeigt, und auf dem basierend der Prozessor von einem Schlafmodus aufwacht, um den durch die Batterie fließenden elektri schen Strom unter Verwendung des Stromsensors zu überwachen.Device according to one of the preceding claims, with. one communication link connectable to a data bus of the vehicle; in which the processor is further adapted to receive a signal from the data bus to receive an operation of an electrical component of the Displays vehicle, and based on which the processor of one Sleep mode wakes up to the electrical flowing through the battery Monitor current using the current sensor. Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei der Prozessor wieder in den Schlafmodus eintritt, nachdem der Betrieb der elektrischen Komponente beendet ist.The apparatus of claim 16, wherein the processor returns to sleep mode after operating the electrical Component is finished. Batterieüberwachungsvorrichtung zum Überwachen einer Batterie eines Kraftfahrzeugs, mit: einem Spannungssensor, der dazu geeignet ist, eine Spannung über die Batterie zu überwachen; einem Stromsensor, der dazu geeignet ist, einen durch die Batterie fließenden Strom zu überwachen; und einem Prozessor, der dazu geeignet ist, einen Batterieparameter durch den Stromsensor und den Spannungssensor zu messen, den gemessenen Parameter mit einem früheren Parameter zu vergleichen und basierend auf dem Vergleichsergebnis festzustellen, ob die Batterie ersetzt worden ist.Battery monitoring device to monitor a battery of a motor vehicle, with: a voltage sensor, which is suitable for monitoring a voltage across the battery; one Current sensor, which is suitable for a current flowing through the battery to monitor; and a processor that is capable of a battery parameter by measuring the current sensor and the voltage sensor, the measured Parameters with a previous one Compare parameters and based on the comparison result determine if the battery has been replaced. Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei festgestellt wird, daß die Batterie ersetzt worden ist, wenn die prozentuale Änderung des gemessenen Parameter bezüglich des früheren Parameters größer ist als 10%.The apparatus of claim 18, wherein determined is that the Battery has been replaced when the percentage change of the measured parameter regarding of the former Parameter is larger than 10%. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, wobei der frühere Parameter weniger als einen Monat alt ist.Apparatus according to claim 18 or 19, wherein the earlier Parameter is less than a month old. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, wobei der frühere Parameter erhalten wurde, als das Fahrzeug zum letzten Mal in Betrieb war.Device according to one of claims 18 to 20, wherein the previous parameter was obtained when the vehicle was last operated. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 21, wobei der Prozessor, wenn festgestellt wird, daß die Batterie ersetzt worden ist, einen gespeicherten Batterieparameter aktualisiert.Device according to one of claims 18 to 21, wherein the processor, if it is determined that the battery has been replaced, a stored battery parameter is updated. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 22, wobei der Mikroprozessor einen Zustand der Batterie als Funktion des gespeicherten Batterieparameters bestimmt.Device according to one of claims 18 to 22, wherein the microprocessor a state of the battery as a function of the stored battery parameter certainly. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 23, wobei der Parameter ein dynamischer Parameter ist.Device according to one of claims 18 to 23, wherein the parameter is a dynamic parameter. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 24, mit: einem Spannungssensor, der dazu geeignet ist, eine Spannung über die Batterie zu überwachen; einem Stromsensor, der dazu geeignet ist, einen durch die Batterie fließenden Strom zu überwachen; einem A/D-Wandler, der dazu geeignet ist, einen durch den Stromsensor erfaßten Strom in einen Digitalwert umzuwandeln; und einer Einrichtung zum Bereitstellen eines konstanten Offset-Wertes, die dazu geeignet ist, einen gezogenen Ruhestrom vom erfaßten Strom zu subtrahieren, bevor der erfaßte Strom durch den A/D-Wandler digitalisiert wird.Device according to one of claims 18 to 24, comprising: a voltage sensor, which is suitable for monitoring a voltage across the battery; a current sensor, which is suitable for monitoring a current flowing through the battery; an A / D converter which is suitable for converting a current detected by the current sensor into a digital value; and means for providing a constant offset value, which is suitable for a traced Subtract quiescent current from the sensed current before the sensed current is digitized by the A / D converter. Vorrichtung nach Anspruch 25, wobei der Prozessor in einen Schlafmodus eintritt, während das Fahrzeug nicht in Betrieb ist, und aus dem Schlafmodus reaktiviert wird, wenn der Strom größer ist als der konstante Offset-Wert.26. The apparatus of claim 25, wherein the processor enters a sleep mode while the vehicle is not in operation and is reactivated from sleep mode becomes when the current is greater than the constant offset value. Vorrichtung nach Anspruch 25 oder 26, wobei der konstante Offset-Wert einen ersten Wert aufweist, während das Fahrzeug in Betrieb ist, und einen zweiten Wert, während das Fahrzeug nicht in Betrieb ist.Apparatus according to claim 25 or 26, wherein the constant offset value has a first value while the Vehicle is operating, and a second value during that Vehicle is not in operation. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 27, wobei der Prozessor die digitalisierten Stromwerte über die Zeit integriert.Device according to one of claims 25 to 27, wherein the processor the digitized current values over integrated the time. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 28, wobei der Prozessor den konstanten Offset-Wert für Berechnungen verwendet, wenn der digitalisierte Strom kleiner ist als ein Schwellenwert.The device of any of claims 25 to 28, wherein the processor the constant offset value for calculations used when the digitized current is less than a threshold. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 29, mit: einer mit einem Datenbus des Fahrzeugs verbindbaren Kommunikationsverbindung; wobei der Prozessor ferner dazu geeignet ist, ein Signal vom Datenbus zu empfangen, das einen Betrieb einer elektrischen Komponente des Fahrzeugs anzeigt, und auf dem basierend der Prozessor von einem Schlafmodus aufwacht, um den durch die Batterie fließenden elektrischen Strom unter Verwendung des Stromsensors zu überwachen.Device according to one of claims 18 to 29, with: one communication link connectable to a data bus of the vehicle; in which the processor is further adapted to receive a signal from the data bus to receive an operation of an electrical component of the Displays vehicle, and based on which the processor of one Sleep mode wakes up to the electrical flowing through the battery Monitor current using the current sensor. Vorrichtung nach Anspruch 30, wobei der Prozessor wieder in den Schlafmodus eintritt, nachdem der Betrieb der elektrischen Komponente beendet ist.The apparatus of claim 30, wherein the processor returns to sleep mode after operating the electrical Component is finished. Vorrichtung nach Anspruch 30 oder 31, wobei das Signal anzeigt, daß eine Tür des Fahrzeugs geöffnet ist.Apparatus according to claim 30 or 31, wherein the Signal indicates that a Door of the Vehicle is open. Batterieüberwachungsvorrichtung zum Überwachen einer Batterie eines Kraftfahrzeugs, mit: einem Spannungssensor, der dazu geeignet ist, eine Spannung über die Batterie zu überwachen; einem Stromsensor, der dazu geeignet ist, einen durch die Batterie fließenden Strom zu überwachen; einem A/D-Wandler, der dazu geeignet ist, einen durch den Stromsensor erfaßten Strom in einen Digitalwert umzuwandeln; und einer Einrichtung zum Bereitstellen eines konstanten Offset-Wertes, die dazu geeignet ist, einen gezogenen Ruhestrom vom erfaßten Strom zu subtrahieren, bevor der erfaßte Strom durch den A/D-Wandler digitalisiert wird; und einem Prozessor, der dazu geeignet ist, einen Batterieparameter als Funktion des erfaßten Stroms und der erfaßten Spannung zu messen.Battery monitoring device to monitor a battery of a motor vehicle, with: a voltage sensor, which is suitable for monitoring a voltage across the battery; one Current sensor, which is suitable for a current flowing through the battery to monitor; one A / D converter, which is suitable for a through the current sensor detected Convert electricity into a digital value; and a facility suitable for providing a constant offset value is to subtract a drawn quiescent current from the detected current, before the captured Current is digitized by the A / D converter; and a processor, which is suitable for setting a battery parameter as a function of the detected Stroms and the detected Measure voltage. Vorrichtung nach Anspruch 33, wobei der Prozessor in einen Schlafmodus eintritt, während das Fahrzeug nicht in Betrieb ist, und aus dem Schlafmodus reaktiviert wird, wenn der Strom größer ist als der konstante Offset-Wert.34. The apparatus of claim 33, wherein the processor enters a sleep mode while the vehicle is not in operation and is reactivated from sleep mode becomes when the current is greater than the constant offset value. Vorrichtung nach Anspruch 33 oder 34, wobei der konstante Offset-Wert einen ersten Wert aufweist, während das Fahrzeug in Betrieb ist, und einen zweiten Wert, während das Fahrzeug nicht in Betrieb ist.35. The apparatus of claim 33 or 34, wherein the constant offset value has a first value while the Vehicle is operating, and a second value during that Vehicle is not in operation. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 33 bis 35, wobei der Prozessor die digitalisierten Stromwerte über die Zeit integriert.Apparatus according to any of claims 33 to 35, wherein the processor the digitized current values over integrated the time. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 33 bis 36, wobei der Prozessor den konstanten Offset-Wert für Berechnungen verwendet, wenn der digitalisierte Strom kleiner ist als ein Schwellenwert.Apparatus according to any of claims 33 to 36, wherein the processor the constant offset value for calculations used when the digitized current is less than a threshold. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 33 bis 37, mit: einer mit einem Datenbus des Fahrzeugs verbindbaren Kommunikationsverbindung; wobei der Prozessor ferner dazu geeignet ist, ein Signal vom Datenbus zu empfangen, das einen Betrieb einer elektrischen Komponente des Fahrzeugs anzeigt, und auf dem basierend der Prozessor von einem Schlafmodus aufwacht, um den durch die Batterie fließenden elektrischen Strom unter Verwendung des Stromsensors zu überwachen.Device according to one of claims 33 to 37, with: one communication link connectable to a data bus of the vehicle; in which the processor is further adapted to receive a signal from the data bus to receive an operation of an electrical component of the Displays vehicle, and based on which the processor of one Sleep mode wakes up to the electrical flowing through the battery Monitor current using the current sensor. Vorrichtung nach Anspruch 38, wobei der Prozessor wieder in den Schlafmodus eintritt, nachdem der Betrieb der elektrischen Komponente beendet ist.39. The apparatus of claim 38, wherein the processor returns to sleep mode after operating the electrical Component is finished. Batterieüberwachungsvorrichtung zum Überwachen einer Batterie eines Kraftfahrzeugs, mit: einem Stromsensor, der dazu geeignet ist, einen durch die Batterie fließenden Strom zu überwachen; und einer mit einem Datenbus des Fahrzeugs verbindbaren Kommunikationsverbindung; und einem Prozessor, der dazu geeignet ist, ein Signal vom Datenbus zu empfangen, das einen Betrieb einer elektrischen Komponente des Fahrzeugs anzeigt, und auf dem basierend der Prozessor von einem Schlafmodus aufwacht, um den durch die Batterie fließenden elektrischen Strom unter Verwendung des Stromsensors zu überwachen.Battery monitoring device to monitor a battery of a motor vehicle, with: a current sensor, which is suitable for a current flowing through the battery to monitor; and a communication link connectable to a data bus of the vehicle; and a processor capable of receiving a signal from To receive a data bus that operates an electrical component of the vehicle, and based on which the processor of one Sleep mode wakes up to the electrical flowing through the battery Monitor current using the current sensor. Vorrichtung nach Anspruch 40, wobei der Prozessor wieder in den Schlafmodus eintritt, nachdem der Betrieb der elektrischen Komponente beendet ist.41. The apparatus of claim 40, wherein the processor returns to sleep mode after operating the electrical Component is finished. Vorrichtung nach Anspruch 40 oder 41, wobei das Signal anzeigt, daß eine Tür des Fahrzeugs geöffnet ist.The apparatus of claim 40 or 41, wherein the Signal indicates that a Door of the Vehicle is open.
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